ChiCyg

Cedric Villani ne croit pas à la matière noire et à l'énergie noire !

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OK dg2, merci.. On est bien sûr dans tous les cas encore dans le spéculatif il me semble, mais j'avais cru comprendre que l'hypothèse du "big-rip" avait aujourd'hui obtenu quelques "faveurs" parmi les différents scénarios envisagés.. dont acte..

Pourriez vous si possible présenter le sens général des arguments théoriques qui tendent à contredire cette hypothèse ?

Le Président du C.A.G.T.V.

(Comité pour l'Anéantissement des Gros Trolls Velus)


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Un petit résumé bien sur....

Grosse castagne des cosmololophysicopenseur theoricien contre les radicophysiconucleopenseur.

J'adore les deux courants et je pense que leur combats fait avancer les choses atome par atome.
Vu de loin ils se comprennent po c deux la non?

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Je ne sais pas... ce qui est sûr c'est qu'on n'est pas en période de big crunch, sinon le spectre des galaxies serait en général décalé vers le bleu (l'inverse de ce que l'on constate ).

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Même dans un univers replié sur lui même?

Avec les effets de distorsions que génèrent la vitesses de la lumière sur la perception des champs visuel! Il est connu que le devant passe derrière non?

Tiens c de la cosmologie ça non !!!

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Oui Descharles, dans tous les cas de figure, si l'Univers (visible du moins) se contractait, le spectre des galaxies serait en général décalé vers le bleu. Or il l'est vers le rouge, signe qu'il n'y a pas de big crunch en vue dans un avenir proche

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quote:
mais j'avais cru comprendre que l'hypothèse du "big-rip" avait aujourd'hui obtenu quelques "faveurs" parmi les différents scénarios envisagés.. dont acte..

Pourriez vous si possible présenter le sens général des arguments théoriques qui tendent à contredire cette hypothèse ?


Toute forme de matière soit sa densité évoluer en fonction de l'expansion, ce qui est déterminé par la relation entre sa densité et sa pression. Les gens appellent (un peu abusivement) "l'équation d'état" le rapport entre la pression et la densité, ce qui est souvent noté avec la lettre w. Ce rapport vaut 1/3 pour du rayonnement, à peu près 0 pour de la matière non relativiste, par exemple. Pour avoir une accélération, il faut qu'il soit inférieur à -1/3. Tant que ledit rapport est supérieur à -1, la densité de la matière décroît avec l'expansion. Elle est constante quand ce rapport vaut -1, ce qui correspondra à une constante cosmologique (d'où le nom). Quand le rapport est inférieur à -1, alors la matière en question voit sa densité croître quand l'expansion se poursuit, ce qui n'est pas franchement intuitif. Cette croissance de la densité a un effet boule de neige qui accélère d'autant plus l'expansion et fait croître la densité, qui devient infinie en un temps fini, d'où un nouveau type de singularité, le Big Rip.

Si l'énergie noire est bien de l'énergie du vide, c'est-à-dire une constante cosmologique (formellement c'est pareil), alors la mesure de l'équation d'état va donner des valeurs compatibles -1, donc aussi compatibles avec la possibilité qu'elle soit inférieure çà -1, d'où le fait que la possibilité soit à considérer d'un point de vue purement observationnel. En pratique, l'évolution de l'univers à intervalle de temps donné varie continûment avec w, donc si w vaut -1,001, la fin du monde n'est pas pour demain (enfin, pour demain peut-être, mais pas à cause de ça en tout cas).

D'un point de vue théorique, les choses sont plus ambiguës car il est quand même très difficile d'avoir des formes de matière réalistes qui ont un w inférieur à -1. Il y a des exemples connus ("quelques" ou "beaucoup" selon l'intérêt que les gens leur portent...), mais ils sont parfois assez ad hoc et souvent compliqués et au-delà de la physique conventionnellement acceptée (cet article fait une brève revue de la littérature sur le sujet dans l'introduction http://arxiv.org/abs/1212.6430 ). Ceci étant, il ne semble pas qu'il existe de principe fondamental connu qui interdise l'existence d'une telle forme de matière, cf. http://arxiv.org/abs/astro-ph/0210321v1 , donc les gens sont un peu indécis à ce sujet.

Le point important, c'est que des w < -1 ont aussi l'avantage de permettre un rebond, passant d'une phase de contraction à une phase d'expansion. Donc cela permet un scénario sans singularité initiale, même si dans ce cas le rebond a lieu à une densité probablement assez extrême. Et c'est cela qui motive l'intérêt pour les recherches de ce type de matière, plus que le Big Rip. Ce papier récent http://arxiv.org/abs/1212.3607 vous donne un exemple des trucs (un peu tordus) que les gens cherchent pour justifier une situation où w < -1, mais à lire le papier, c'est clairement plus dans l'optique d'un rebond dans l'univers primordial que pour une suite en Big Rip (ne serait-ce que parce que l'un des auteurs a travaillé sur les scénarios d'univers ekpyrotiques).

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Merci dg2,

Toujours intéressant de vous lire.

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dg2 :
quote:
Toute forme de matière soit sa densité évoluer en fonction de l'expansion, ce qui est déterminé par la relation entre sa densité et sa pression.
On ne connaît que deux formes de matière : la matière ordinaire non relativiste dont la densité décroit en raison inverse du volume qui correspond à w=0 et la matière ultrarelativiste ou le rayonnement dont la densité décroit plus vite que le volume avec w=1/3.

Pour que la gravité qui varie comme l'inverse du carré de la distance soit juste compensée il faudrait une "forme de matière" dont la densité diminue aussi comme le carré de la distance (w=-1/3) : pas d'accélération, ni décélération de l'expansion. En dessous de cette valeur w<-1/3 il y a accélération de l'expansion : la "pression" l'emporte sur la gravité.

On ne connaît aucune "forme de matière" dont la densité diminue moins vite que la matière ordinaire, sauf l'énergie du vide dont la densité ne dépend pas du volume w=-1 (c'est normal c'est l'énergie du vide ). Encore moins de "forme de matière" dont la densité augmenterait avec le volume (w<-1) ! et qui conduirait à un emballement de l'expansion ...

Pourquoi imaginer des "formes de matière" absolument improbables et jouer avec leur tout aussi improbable équation d'état alors que le problème aujourd'hui est une divergence entre la valeur mesurée du rapport de densité de l'énergie noire à la densité critique qui est de 0,7 et la valeur déduite au LHC de l'énergie du vide qui devrait donner 10 puissance 40 dans les mêmes unités. Valeur crédibilisée par la mise en évidence du mécanisme de Higgs dixit Bruno Mansoulié.

Pourquoi ce problème n'est pas pris à bras le corps par les cosmologistes ? Pourquoi préférez-vous fuir dans l'imagination ?

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service nettoyage doublon ...

[Ce message a été modifié par ChiCyg (Édité le 13-03-2013).]

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Tu débloques, ChiCyg ?
-pardon, j' ai pas pu m' en empêcher. Désolé, je le f'rais plus.

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Ah, je n'avais pas vu qu'il avait répondu...

quote:
On ne connaît que deux formes de matière : la matière ordinaire non relativiste dont la densité décroit en raison inverse du volume qui correspond à w=0 et la matière ultrarelativiste ou le rayonnement dont la densité décroit plus vite que le volume avec w=1/3.

Et la matière moyennement relativiste, vous en faites quoi ? Vous savez, on pèse les neutrinos avec le fond diffus cosmologique précisément parce qu'ils passent par ce régime lors du début de la formation des structures. Mais bon, passons.

quote:
Pour que la gravité qui varie comme l'inverse du carré de la distance soit juste compensée il faudrait une "forme de matière" dont la densité diminue aussi comme le carré de la distance (w=-1/3) : pas d'accélération, ni décélération de l'expansion. En dessous de cette valeur w<-1/3 il y a accélération de l'expansion : la "pression" l'emporte sur la gravité.

Merci pour le cours, mais c'est faux. Votre histoire de densité qui décroît comme le carré de la distance ne veut rien dire. Votre histoire de pression non plus. Dans un milieu homogène, la pression (positive) s'ajoute à la masse pour le champ gravitationnel. Il faut une pression négative pour un éventuel effet répulsif. A vous lire, vous ne comprenez pas pourquoi, mais à votre décharge c'est une confusion classique.

quote:
On ne connaît aucune "forme de matière" dont la densité diminue moins vite que la matière ordinaire,

Faux. Le champ scalaire effectif qui décrit les pions peut avoir un w négatif. Idem pour le champ de Higgs qui est un champ scalaire, mais bien sûr sous certaines conditions restrictives. Même dans les années 60-70 Hawking et Ellis en étaient conscients quand ils écrivaient leurs théorèmes sur les singularités.

quote:
sauf l'énergie du vide dont la densité ne dépend pas du volume w=-1 (c'est normal c'est l'énergie du vide ). Encore moins de "forme de matière" dont la densité augmenterait avec le volume (w<-1) ! et qui conduirait à un emballement de l'expansion ...

Ca c'est juste, mais c'est répété sur ce que je dis.

quote:
Pourquoi imaginer des "formes de matière" absolument improbables et jouer avec leur tout aussi improbable équation d'état alors que le problème aujourd'hui est une divergence entre la valeur mesurée du rapport de densité de l'énergie noire à la densité critique qui est de 0,7 et la valeur déduite au LHC de l'énergie du vide qui devrait donner 10 puissance 40 dans les mêmes unités. Valeur crédibilisée par la mise en évidence du mécanisme de Higgs dixit Bruno Mansoulié.

Parce que vous ne comprenez rien à rien. Il y a quantité d'indications que le modèle standard est incomplet et qu'il faut lui adjoindre de la nouvelle physique. Sans cela, impossible d'expliquer pourquoi le moment magnétique du neutron est au mieux 10^12 fois plus faible que la valeur naturellement attendue. Impossible d'expliquer pourquoi la violation du nombre baryonique dans l'univers est 10^16 fois plus grande que celle prévue par le modèle standard. La cosmologie essaie dans la mesure du possible d'utiliser les lois physique connues, mais dans certains cas, elle devient une aide à en découvrir de nouvelles quand les autres trouvent leurs limites. Ce qui vous ennuie a l'air d'être le fait que l'on ne soit pas sûr de savoir les lois physiques pour réfléchir au monde. Une chance que Newton, Maxwell, Einstein, Bohr, Dirac et Schrödinger n'aient pas eu de tels états d'âme !

quote:
Pourquoi ce problème n'est pas pris à bras le corps par les cosmologistes ? Pourquoi préférez-vous fuir dans l'imagination ?

Parce que ce que vous appelez de façon méprisante fuir dans l'imagination est précisément ce qu'une personne compétente appellerait prendre le problème à bras le corps. Quand vous avez un désaccord entre la physique connue et l'expérience, et que le désaccord est tel qu'il ne peut être imputé à une erreur de mesure, c'est que la physique connue est en erreur et qu'il faut trouver des solutions nouvelles. Les gens sérieux et compétents ne font rien d'autre que cela.

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Merci ChiCyg Merci pour ta réponse page précédente ou quelques pages avant J'avais déjà consulté ce papier d'Uzan : ce qu'on peut en retenir, c'est qu'il est très difficile de concevoir un univers inhomogène quand notre univers visible est homogène. Donc on ne peut pas se passer si facilement de l'hypothèse de l'énergie noire, même si celle-ci est en fait factice : on ne pense pas qu'elle le soit mais dans l'absolu on ne peut en être sûr à 100%

"Ce n'est pas le doute, c'est la certitude qui rend fou" (Nietzsche)

PS : pourquoi ai-je sélectionné cet émoticône ? J'ai dû me tromper

[Ce message a été modifié par Cédric Perrouriefh (Édité le 16-03-2013).]

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dg2, j'apprends beaucoup de vous, et aussi sur l'art de la polémique. Votre matière "moyennement relativiste", par exemple ... simplement w se situe entre 0 et 1/3 entre matière non relativiste et matière ultrarelativiste ou rayonnement, point.
quote:
Dans un milieu homogène, la pression (positive) s'ajoute à la masse pour le champ gravitationnel. Il faut une pression négative pour un éventuel effet répulsif.
C'est une erreur courante, mais c'est faux . Ce qui compte c'est la manière dont la densité d'énergie (quantité d'énergie par unité de volume) du fluide en question varie avec l'expansion. Pression et densité d'énergie ont les mêmes dimensions on peut éventuellement utiliser le terme de "pression".

Il faut que cette densité d'énergie (cette "pression") ne diminue pas trop vite avec l'expansion pour compenser l'effet de la gravitation et obtenir une accélération de l'expansion. C'est le cas pour w < -1/3 , c'est à dire une densité d'énergie qui varie "moins vite" que l'inverse du carré de l'expansion.

Vous voyez "j'ai juste" même quand je ne répète pas ce que vous dites .

Pour le reste vous illustrez parfaitement, me semble-t-il, le propos de Cedric Villani :

quote:
Quand vous avez un désaccord entre la physique connue et l'expérience, et que le désaccord est tel qu'il ne peut être imputé à une erreur de mesure, c'est que la physique connue est en erreur et qu'il faut trouver des solutions nouvelles.

Si je vous comprends bien, pour vous, le modèle standard (sous-entendu des particules) est incomplet, ce qui est une évidence, mais le modèle de concordance cosmologique, lui, est l'expression directe de "l'expérience" (de la mesure). Conclusion, la physique connue (en particulier celle des particules) est en erreur, il faut donc la changer.

Il est inconcevable pour vous que le modèle cosmologique de concordance puisse être en erreur alors que le modèle standard des particules peut l'être.

Vous n'êtes donc pas d'accord avec ce que Cedric Villani appelle un "constat de non-compréhension". Ce serait intéressant que vous le précisiez.

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Bonjour ,

Est-ce que la confirmation du modèle standard en rapport avec le boson de Higgs peut être intégrée dans vos échanges, cette découverte a t'elle une incidence dans vos réflexion?

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quote:
Est-ce que la confirmation du modèle standard en rapport avec le boson de Higgs peut être intégrée dans vos échanges, cette découverte a t'elle une incidence dans vos réflexion?

Le boson de Higgs a l'avantage d'être, techniquement parlant, un champ scalaire, qui est le même type de truc que l'objet présumé responsable de l'inflation, l'inflaton. Un des reproches fait dans le temps au concept de l'inflation était que les champs scalaires fondamentaux n'avaient jamais été observés dans la nature. Désormais avec la confirmation de l'existence du boson de Higgs, cette critique est caduque. Ceci dit, elle n'avait jamais été très convaincante donc la découverte du boson ne change guère la donne.

Sinon, il faut bien voir que le LHC teste la physique à une échelle de 10^4 GeV grand maximum, alors que l'inflation est estimée se dérouler à 10^14 ou 10^16 GeV. Il n'y a essentiellement rien qui assure que le modèle standard soit valide jusqu'à 10 ou 12 ordres de grandeur au-dessus de ce qui est testé (en fait, il y a même un point où on sait qu'il ne marche plus : c'est la baryogénèse). Donc on peut s'amuser à regarder sous quelles condition le champ de Higgs permet de faire de l'inflation en extrapolant le modèle standard pu et dur sans le moindre ajout (ce qui est partiellement incohérent). Et c'est possible. Mais c'est crucialement dépendant d'une hypothèse très forte sur l'universalité du modèle standard. A l'inverse, les modèles canoniques d'inflation reposent sur un nouveau champ dont on ne préjuge pas du secteur de la physique des particules dans lequel il se situe.

Pour résumer, soit vous essayez de faire de l'inflation avec le boson de Higgs, ce qui a l'avantage d'avoir un modèle complètement déterminé en terme de physique des particules, mais qui n'est pas étayé sur ce point sur le plan théorique, soit vous faites abstraction du détail de la physique des hautes énergie à ces températures là et vous proposez un modèle d'inflation par des arguments plus généraux. Pendant longtemps, c'est la seconde option qui a été la plus suivie mais les choses sont un peu moins déséquilibrées depuis quelques années (cela a commencé avant la découverte du boson). Je ne saurais pas prédire si cette tendance va se poursuivre maintenant ou pas. Cela dépendra en grande partie de ce que les données de Planck vont sélectionner ou tuer parmi les modèles les plus populaires considérés jusque là.

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p480xt69, il y a une conférence donnée par Bruno Mansoulié sur le boson de Higgs et dont on a parlé dans le fil Conf'de l'IAP : http://www.canal-u.tv/video/cerimes/la_decouverte_du_boson_de_higgs_au_cern.11454
Bruno Mansoulié répond à ta question à partir de 55:00. Pour lui il y a deux problèmes cosmologiques en lien avec le mécanisme de Higgs :

. avec le mécanisme de Higgs on trouve un facteur 10 puissance 40 (contre 0,7 dans le modèle cosmologique) pour l'accélération de l'expansion de l'univers. Pour lui ce facteur est maintenant incompressible : "on ne peut plus évacuer le problème",

. il constate une coïncidence : la masse du Higgs est juste la valeur calculée pour obtenir un univers tout juste stable. Est-ce une coïncidence ou cela cache-t-il une raison plus profonde ?

Par ailleurs, la découverte du Higgs n'éclaircit en rien l'hypothèse de la matière noire.

Il me semble que la découverte du Higgs fragilise le modèle cosmologique de concordance.

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doublon

[Ce message a été modifié par ChiCyg (Édité le 18-03-2013).]

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Service débloc ... euh ... de remise en mouvement

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